Программное управление технологическим оборудованием

Рис. 1.6. Схема подключения входов-выходов ПЛК (упражнение А-3)

231

L1, L2, L3, N – трехфазный источник питания (380В, 50Гц) GV1 – источник питания постоянного тока +24В

РЕ – провод заземления

QF1 – автоматический выключатель для двигателя с тепловым реле QF2…QF5 – автоматические выключатели

KM1 – контактор для управления двигателем

KM2 – контактор для управления толкателем

K1 – реле для подачи управляющего сигнала роботу Д1 – датчик положения детали

PB1, PB2 – кнопки на панели управления SW1 – тумблер на панели управления

SA1 – кнопка аварийного выключения (кнопка-гриб с фиксацией)

Задание. Т.к. упражнение носит обучающий характер, подробные инструкции по записи программы приведены в Окне навигатора, т.е. в задачу студента входит не самостоятельная разработка программы, а лишь обучение ее написанию, имитация записи программы в память ПЛК и проверка ее соответствия заданным условиям. Теоретические сведения по операторам, которые используются при написании программы, приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 1 «Основные команды» Первой части учебно-методического пособия «Программируемые логические контроллеры для управления технологическими процессами».

3.1. Следуя приведенным в упражнении А-3 инструкциям, набрать с помощью мыши и клавиатуры управляющую программу для реализации поставленной задачи управления конвейером с учетом следующих условий:

a)Когда на панели управления нажата кнопка РВ1 (Х20), деталь подается на конвейер.

b)Когда тумблер SW1 (Х24) на панели управления установлен в ON, конвейер выполняет перемещение детали вперед.

c)Деталь останавливается у датчика X0 и при нажатии кнопки РВ2 (Х21) сталкивается на поддон.

3.2. В соответствии с инструкциями, приведенными в Окне навигатора, выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством

3D- графической имитации.

3.3. Составить схему алгоритма управляющей программы.

Контрольные вопросы

1.Что такое программируемое логическое управление?

2.Приведите примеры использования контроллеров в различных отраслях промышленности и в повседневной жизни.

3.Перечислите команды, которые были использованы при написании программы управления конвейером в заданииА-3.

4.Какие 3 уровня совместимости инструментальных систем определяет международная Ассоциация PLCopen и что они предполагают?

5.Какие языки программирования контроллеров Вы знаете?

6.Поясните назначение элементов на схеме подключения ПЛК.

232

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Изучение основных приемов, применяемых при программировании контроллеров

Цель работы

1.Ознакомиться с операторами, применяемыми при программировании контроллера: входы, выходы, логическое И и логическое ИЛИ.

2.Изучить программу выхода с защелкой и SET/RST.

3.Изучить программу контроля приоритета.

4.Ознакомиться с инструкциями для обнаружения переднего/заднего фронта импульса.

1.Упражнение B-1 – Изучение программ входов и выходов.

На рисунке 2.1 показана Панель управления с индикаторами состояния

входов-выходов ПЛК, кнопками и тумблерами, с помощью которых задаются сигналы управления виртуальным оборудованием.

Кнопка РВ1 (вход Х20 контроллера) на Панели управления в состоянии ON включает лампу Функционирование (выход Y0 контроллера). При переходе кнопки РВ1 в состояние OFF лампа Функционирование (Y0) гаснет и загорается лампа STOP (выход Y1 контроллера). Лампа Ошибка (выход Y2 контроллера) горит при соблюдении следующих условий:

1.Тумблер SW1 (вход Х24 контроллера) переключен в состояние ON.

2.На Панели управления нажата кнопка РВ2 (Х21) или РВ3 (Х22).

Задание

Теоретические сведения по операторам, которые используются при написании программы, приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 1 «Основные команды» первой части учебно-методического пособия «Программируемые логические контроллеры для управления технологическими процессами».

233

Рис. 2.1. Панель управления и виртуальное оборудование к упражнениям В-1 и

В-2

1.1.Следуя приведенным в упражнении В-1 инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включениявыключения ламп с учетом следующих условий:

a)Когда на панели управления кнопка РВ1 (Х20) находится в состоянии OFF, горит лампа STOP (Y1). Лампа STOP (Y1) гаснет при переходе РВ1 (Х20) в состояние ON.

b)Когда РВ1 (Х20) на панели управления нажата, горит лампа

Функционирование (Y0).

c)Если тумблер SW1 (X24) переключен в ON и на панели управления

нажата кнопка РВ2 (Х21), то горит лампа Ошибка (Y2).

d) Если тумблер SW1 (X24) переключен в ON и на панели управления нажата кнопка РВ3 (Х22), то горит лампа Ошибка (Y2).

1.2.Выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

1.3.Разработать схему алгоритма управляющей программы.

234

2.Упражнение B-2 – Программа выхода с защелкой и инструкции

SET/RST.

Вупражнении В-2 предложено то же виртуальное оборудование, что и в упражнении В-1 (см. Рис. 2.1), однако управление им с помощью тех же кнопок и тумблера осуществляется иначе. Т.к. целью упражнения является изучение не только методов удержания состояния выходов контроллера, но и приемов контроля приоритета одних входов-выходов контроллера над другими, оно состоит из трех небольших программ, которые дают наглядный пример по применению этих приемов.

При нажатии на Панели управления кнопки РВ1 (вход Х20 контроллера) загорается лампа Функционирование (выход Y0 контроллера), причем лампа продолжает гореть даже когда кнопка РВ1 (Х20) отпущена. Тумблер SW1 (вход Х24) в положении ON выключает лампу Функционирование (Y0).

Задание

По приведенным в Окне навигатора трем небольшим программам с подробными описаниями к каждой необходимо разобраться с методами удержания состояния выходов контроллера, изучить приемы контроля приоритета одних входов-выходов контроллера над другими.

Теоретические сведения по операторам, которые используются при написании программ, приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 1 «Основные команды» первой части учебно-методического пособия «Программируемые логические контроллеры для управления технологическими процессами».

2.1.Программа удержания состояния выхода контроллера «с защелкой», контроль приоритета тумблера над кнопкой.

Следуя приведенным на вкладке Ch1 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включения-выключения лампы Функционирование (Y0) с учетом следующих условий:

a)Когда кнопка РВ1 (Х20) на Панели управления нажата, горит лампа

Функционирование (Y0).

b)Даже если кнопка РВ1(Х20) на Панели управления отпущена, лампа продолжает гореть. Состояние выхода удерживается в ON контактом лампы Функционирование (Y0).

c)Если тумблер SW1(X24) установлен в ON, лампа не может быть зажжена независимо от того, в каком состоянии находится кнопка РВ1(Х20) - ON или OFF. Тумблер SW1(X24) имеет приоритет по отношению к кнопке

РВ1 (Х20).

2.2.Выполнить проверку соответствия набранной программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

235

2.3.Программа удержания состояния выхода контроллера «с защелкой», контроль приоритета кнопки над тумблером.

Следуя приведенным на вкладке Ch3 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включения-выключения лампы Функционирование (Y0) с учетом следующих условий:

a)Лампа Функционирование (Y0) включается по нажатию кнопки РВ1(Х20) и останется зажженной даже если кнопка РВ1(Х20) отпущена. Если тумблер SW1(X24) переключен в ON, лампа погаснет. Однако, если одновременно и кнопка РВ1(Х20), и тумблер SW1 (X24) находятся в состоянии ON, лампа Функционирование (Y0) будет гореть. Кнопка РВ1(Х20) имеет приоритет по отношению к тумблеру SW1(X24).

2.4.Выполнить проверку соответствия набранной программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

2.5.Программа удержания состояния выхода контроллера с использованием инструкций SET/RST.

Следуя приведенным на вкладке Ch4 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включения-выключения лампы Функционирование (Y0) с учетом следующих условий:

a)Когда кнопка РВ1 (Х20) на Панели управления нажата, горит лампа

Функционирование (Y0).

b)Даже если кнопка РВ1 (Х20) на Панели управления отпущена, лампа продолжает гореть. Состояние выхода лампы Функционирование (Y0) удерживается в состоянии ON инструкцией SET.

c)Когда на Панели управления нажата кнопка РВ2 (Х21), лампа Функционирование (Y0) восстанавливает начальное состояние и гаснет.

2.6.Выполнить проверку соответствия набранной программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

3.Упражнение B-3 – Программа контроля приоритета.

На рисунке 2.2 показана Панель управления с индикаторами состояния

входов-выходов ПЛК, кнопками и тумблерами, с помощью которых задаются сигналы управления виртуальным оборудованием.

Тумблер SW1 (вход Х24 контроллера) в положении ON включает лампу Красного цвета (Y0) светофора при условии, что не горит лампа Зеленого цвета (Y1). Тумблер SW2 (вход Х25 контроллера) в положении ON включает лампу

Зеленого цвета (Y1) при условии, что не горит лампа Красного цвета (Y0)

(тумблер SW1 (Х24) переключен в положение OFF).

236

Рис. 2.2. Панель управления и виртуальное оборудование к упражнению В-3

Задание

По приведенным в Окне навигатора двум небольшим программам с подробными описаниями к каждой изучить приемы контроля приоритета одних входов-выходов контроллера над другими.

Теоретические сведения по операторам, которые используются при написании программ, приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 1 «Основные команды» первой части учебно-методического пособия «Программируемые логические контроллеры для управления технологическими процессами».

3.1.Программа блокировки

Следуя приведенным на вкладке Ch1 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включения-выключения ламп светофора с учетом следующих условий:

a)Когда на панели управления тумблер SW1(X24) установлен в ON, на светофоре горит лампа Красного цвета (Y0).

b)Даже когда на панели управления тумблер SW2(X25) будет установлен в ON, лампа Зеленого цвета светофора (Y1) не загорается. В этой программе Зеленый свет не появляется до тех пор, пока горит Красный свет (Y0), так как контакт Y0 разомкнут.

237

c)При изменении функционирования на обратное (первоначальная установка в ON тумблер SW2 (X25), и только затем тумблера SW1 (X24) ) включение Зеленого цвета светофора (Y1) имеет высший приоритет по отношению к Красному.

3.2.Выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

3.3.Программа контроля приоритета

Следуя приведенным на вкладке Ch4 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи включения/выключения ламп светофора с учетом следующих условий:

a)Когда на Панели управления нажата кнопка РВ1 (Х20), горит сигнал

Красного цвета (Y0).

b)Когда кнопка РВ1 (Х20) на Панели управления отпущена, сигнал продолжает гореть. Состояние выхода для сигнала Красного цвета (Y0) сохраняется программой защелки выхода.

c)Когда на Панели управления нажата кнопка РВ2 (Х21), сигнал Красного цвета (Y0) гаснет и загорается сигнал Зеленого цвета (Y1).

d)Когда кнопка РВ2 (Х21) на Панели управления отпущена, сигнал Зеленого цвета (Y1) продолжает гореть. Состояние выхода для сигнала Зеленого цвета (Y1) сохраняется программой защелки выхода.

e)Функционирование сигнала Зеленого цвета (Y1), который был включен в ON «последним», имеет более высокий приоритет.

3.4.Выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

4.Упражнение B-4 – Обнаружение переднего или заднего фронта

импульса.

На рисунке 2.3 показана Панель управления с индикаторами состояния входов/выходов ПЛК, кнопками и тумблерами, с помощью которых задаются сигналы управления виртуальным оборудованием.

Тумблер SW1 (вход Х24 контроллера) управляет пуском/остановом конвейера (выход Y1) в положениях ON/OFF соответственно. При движении конвейера вперед горит лампа Зеленого цвета (Y6). Кнопка РВ1 (вход Х20 контроллера) на Панели управления задает для робота с выхода Y0 управляющий сигнал подачи детали на конвейер. Кнопка РВ2 (вход Х21 контроллера) останавливает конвейер (при этом гаснет лампа Зеленого цвета (Y6)) и блокирует команду подачи для робота (Y0).

Для реализации поставленной задачи управления конвейером предлагается система управления, структурная схема которой показана на рисунке 2.4.

238

Рис. 2.3. Панель управления и виртуальное оборудование к упражнению В-4

Основным управляющим элементом системы является ПЛК, который согласно состоянию опрашиваемых входов по записанной в память программе изменяет состояние выходов, т.е. реализует управление технологическим оборудованием. Конвейер приводится в движение трехфазным асинхронным двигателем с релейно-контактной СУ. С выходов контроллер инициирует запуск и остановку конвейера. Запуск программы промышленного робота осуществляется с выхода контроллера сигналом, поступающим на вход системы управления роботом. Дальнейшая работа ПР осуществляется по составленной для него программе. По окончании цикла загрузки и возврату в исходную позицию с СУ ПР выдается сигнал “Конец цикла”, поступающий на вход ПЛК

Схемы подключения оборудования и входов-выходов ПЛК приведены на рисунках 2.5, 2.6

Целью упражнения является изучение инструкций PLS/PLF, LDP/LDF, а также определение ситуаций, где наиболее предпочтительно использовать те или иные инструкции. В связи с этим оно состоит из трех небольших программ, которые дают наглядный пример по применению этих инструкций.

239

Задание

По приведенным в Окне навигатора трем небольшим программам с подробными описаниями к каждой необходимо разобраться с инструкциями определения переднего/заднего фронта импульса.

Теоретические сведения по операторам управления по фронтам входных сигналов LDP/LDF приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 1 «Основные команды» первой части учебно-методического пособия «Программируемые логические контроллеры для управления технологическими процессами», по операторам генерации одиночных импульсов по фронтам входных сигналов PLF/PLS – в главе 5 «Программирование одиночных импульсов. Команды (PLF) и (PLS)», по программированию внутреннего реле – в главе 2 «Программирование внутреннего реле».

4.1.Инструкции PLS/PLF

Следуя приведенным на вкладках Ch1-Ch4 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи управления технологическим оборудованием с учетом следующих условий:

a)В момент переключения тумблера SW1 (X24) в состояние ON Конвейер (Y1) начинает движение вперед и загорается Зеленая лампа (Y6).

b)Когда нажата кнопка РВ2 (Х21), выходы Y1 и Y6 переключаются в OFF.

c)Команда подачи (Y0) для робота срабатывает в момент переключения кнопки РВ1 (Х20) из состояния ON в состояние OFF.

d)Функционирование робота Y0 прекращается при нажатии на кнопку РВ2 (Х21).

4.2.Выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

4.3.Инструкции LDP/LDF

Не изменяя функциональное назначение кнопок и тумблера на Панели управления реализуйте управление технологическим оборудованием при помощи инструкций LDP/LDF, следуя указаниям, приведенным на вкладках

Ch5-Ch6.

4.4.Выполнить проверку соответствия программы заданным условиям посредством 3Dграфической имитации.

4.5.Способ предотвращения случайных запусков оборудования

Следуя приведенным на вкладке Ch7 Окна навигатора инструкциям, набрать управляющую программу для реализации поставленной задачи предотвращения случайных запусков оборудования с учетом следующих условий:

240